Di-Ab-An、Q-Lc体系非平衡结晶及枝晶结晶学方向测试研究

本文对两个典型的硅酸盐体系:Di(透辉石)-Ab(钠长石)-An(钙长石)体系和Q(石英)-Lc(白榴石)体中结晶物相系进行了枝状形貌、枝体结晶学方向测试及结晶能力方面的研究。通过偏光显微镜(PL)、扫描电镜(SEM)观察发现:透辉石、低鳞石英、α-方石英都发育为枝晶,而斜长石发育成放射状球粒晶和针状晶体。通过电子背散射衍射(EBSD)测试确定出透辉石是沿<001>方向发育成枝晶的主干、低鳞石英是沿<100>和<010>方向发育成枝晶主干、α-方石英是沿两个<100>方向发育成枝晶的主干。并发现两个体系在相同降温速度下的结晶能力不同。

Li[AlSiO_4]-SiO_2体系的枝晶形貌与结晶学方向测试研究

通过偏光显微镜(PL)、扫描电镜(SEM)对Li[AlSiO4]-SiO2体系进行枝晶形貌、枝体结晶学方向测试及结晶能力方面的观察发现:十字状枝晶为四方晶系的凯石英固溶体,六枝雪花状枝晶为六方晶系的β-石英固溶体。电子背散射衍射(EBSD)测试确定凯石英固溶体是沿<001>和<100>或<110>方向发育成枝晶的主干。对比Li[AlSiO4]-SiO2体系与K[AlSi3O8]-SiO2体系,证实两个体系的结晶能力不同,其中Li[AlSiO4]-SiO2体系的晶体含量远远多于K[AlSi3O8]-SiO2体系的晶体含量,枝晶的枝体也比K[AlSi3O8]-SiO2体系的枝晶粗,因此,Li离子比K离子更容易使架状硅酸盐熔体结晶。

Di-Ab-An体系远离平衡枝状形貌的演化及枝体结晶学各向异性特征研究

对钠长石(Ab)-钙长石(An)-透辉石(Di)三元体系跨相界线的不同成分点在不同的降温速度条件下快速结晶形成的枝状形貌进行了研究。透辉石为枝晶,斜长石为球粒晶。当降温速度慢于1℃/min后,枝状形貌变为板-柱状形貌(即近平衡形貌)。我们的实验结果中没有观察到如E.Brener和H.Muller等人提出的形貌演化图一样的演化规律。当成分点靠近同结线后,出现两晶共结形成的“中空结构”。通过光学显微镜下测试其光学性质发现,透辉石沿c轴方向延长,斜长石沿a轴延长,与晶体结构中的强键链方向一致,即快速结晶时晶体沿着结构中负离子配位多面体共角顶、共棱形成的强键链方向生长形成枝体。